マグネシウムは、実用金属の中で最も軽量でありながら、比強度や比剛性に優れた特性を持つ。そのため、自動車部品や電子機器など、軽量化が求められる分野で広く利用されている。
本記事では、マグネシウム合金の特性、具体的な用途、製造プロセス、そして環境規制に伴う課題と代替技術について詳細に解説する。
(広告)オリジナルTシャツの販売を開始しました！！
詳しくはこちら↓
↑長押しで新しいタブで開くを選択したら開きます。
マグネシウム合金の特性
比強度・比剛性に優れる軽量金属
マグネシウムの比重は約1.74と非常に軽く、アルミニウム（約2.7）よりも軽量である。その一方で、比強度（重量あたりの強度）が高いため、構造材料としての性能が優れている。また、比剛性（重量あたりの剛性）も高く、耐久性が求められる用途に適している。
加工性とリサイクル性
マグネシウムは鋳造性に優れており、複雑な形状の製品を一体成型できる。この特性は、部品の軽量化とコスト削減を実現する。また、リサイクルも容易であり、持続可能な素材として注目されている。
マグネシウム合金の用途
自動車分野
マグネシウム合金は、自動車のステアリングホイール、エンジンブロック、オイルパンなど、軽量化が重要な部品に多く採用されている。軽量化による燃費向上や排出ガス削減の効果が期待される。
電子機器分野
ノートパソコン、一眼レフカメラ、携帯電話の筐体には、マグネシウム合金が利用されている。軽量でありながら高い耐衝撃性を持つため、精密機器の外装素材として最適である。
航空宇宙産業
軽量かつ高強度の特性から、航空機の一部部品や宇宙探査機にもマグネシウム合金が採用されている。
マグネシウム合金の製造プロセス
主な製造法：鋳造
マグネシウム合金製品は主に鋳造によって製造される。鋳造法は、溶解したマグネシウムを型に流し込み、冷却・固化させる方法であり、複雑な形状の製品を効率よく製造できる。
防燃対策の必要性
マグネシウムは空気中の酸素と激しく反応し、燃焼しやすい。そのため、溶解工程では防燃対策が欠かせない。具体的には、溶湯表面にカバーガスを吹き付けて固体被膜を形成し、酸化を防ぐ。
環境規制と代替技術
従来のカバーガスとその課題
以前は毒性の高い二酸化イオウ（SO₂）がカバーガスとして使用されていたが、安全性向上のため六フッ化イオウ（SF₆）が採用された。六フッ化イオウは低毒性で取り扱いやすいが、地球温暖化係数（GWP）が非常に高く、環境負荷が懸念されている。
六フッ化イオウの代替ガス
環境規制の強化に伴い、業界では六フッ化イオウの使用制限が進んでいる。代替カバーガスとしては、溶融マグネシウムとの適度な反応性、低毒性、環境負荷の低さを備えた混合ガスが実用化されている。
簡易練習問題
問題 1: マグネシウムの比重
マグネシウムの比重は約いくつか。アルミニウムの比重と比較してどのような利点があるか説明せよ。
解答:
比重は約1.74であり、アルミニウム（約2.7）よりも軽い。これにより、軽量化が求められる用途で優位性を持つ。
問題 2: 防燃対策に用いるカバーガス
防燃対策に用いられるカバーガスとして、六フッ化イオウ（SF₆）の特徴とその代替ガスの必要性について述べよ。
解答:
六フッ化イオウは低毒性で取り扱いやすいが、高い地球温暖化係数を持つため環境規制が進んでいる。代替ガスは低毒性で環境負荷が少ないものが求められる。
(広告)オリジナルTシャツの販売を開始しました！！
詳しくはこちら↓
↑長押しで新しいタブで開くを選択したら開きます。
